Mesures acoustiques. Nous mesurons la réponse en fréquence avec les moyens disponibles

J'ai acheté un casque Bluetooth Motorola Pulse Escape. Le son dans son ensemble était agréable, mais un moment est resté incompréhensible. Selon les instructions, ils ont un commutateur d'égalisation. Vraisemblablement, les écouteurs ont plusieurs paramètres filaires qui commutent en cercle. Malheureusement, je n'ai pas pu déterminer à l'oreille quels paramètres il y avait et combien il y en avait, et j'ai décidé de le découvrir à l'aide de mesures.

Donc, nous voulons mesurer la caractéristique amplitude-fréquence (AFC) du casque - c'est un graphique qui montre quelles fréquences sont jouées plus fort et lesquelles sont plus silencieuses. Il s'avère que de telles mesures peuvent être effectuées "sur le genou", sans équipement spécial.

Nous avons besoin d'un ordinateur Windows (j'ai utilisé un ordinateur portable), d'un microphone et également d'une source sonore - une sorte de lecteur Bluetooth (j'ai pris un smartphone). Eh bien, les écouteurs eux-mêmes, bien sûr.

(Sous la coupe - beaucoup de photos).

La préparation


Voici un microphone que j'ai trouvé parmi les vieux gadgets. Un micro penny, pour parler, pas destiné à enregistrer de la musique, encore moins pour des mesures.


Bien sûr, un tel microphone a sa propre réponse en fréquence (et, à l'avenir, le modèle directionnel), il déformera donc considérablement les résultats de la mesure, mais il convient à la tâche, car nous ne sommes pas tellement intéressés par les caractéristiques absolues du casque, mais par la façon dont elles changent lorsque l'égaliseur est commuté.

L'ordinateur portable n'avait qu'une seule prise audio combinée. Nous y connectons notre microphone:


Windows demande quel appareil nous avons connecté. Nous répondons qu'il s'agit d'un microphone:


Windows est allemand, désolé. J'ai promis d'utiliser du matériel improvisé.

Ainsi, la seule prise audio est occupée et une source sonore supplémentaire est donc nécessaire. Téléchargez un signal audio de test spécial sur votre smartphone - le soi-disant bruit rose. Le bruit rose est un son qui contient tout le spectre des fréquences, avec une puissance égale sur toute la plage. (Ne le confondez pas avec du bruit blanc! Le bruit blanc a une distribution de puissance différente, il ne peut donc pas être utilisé pour les mesures, cela peut endommager les haut-parleurs).

Réglez le niveau de sensibilité du microphone. Appuyez sur le bouton droit de la souris sur l'icône du haut-parleur sous Windows et sélectionnez le réglage des appareils d'enregistrement:


Nous trouvons notre microphone (je l'ai eu appelé Jack Mic):


Nous le sélectionnons comme appareil d'enregistrement (un oiseau dans un cercle vert). Nous réglons le niveau de sensibilité plus près du maximum:


Suppression du microphone (le cas échéant)! Il s'agit d'un ajustement automatique de la sensibilité. Pour la voix, c'est bien, mais cela n'interférera qu'avec les mesures.

Nous installons le programme de mesure sur l'ordinateur portable. J'adore TrueRTA pour la possibilité de voir de nombreux graphiques sur un seul écran à la fois. (RTA - en réponse en fréquence en anglais). Dans la version de démonstration gratuite, le programme mesure la réponse en fréquence par pas d'une octave (c'est-à-dire que les points de mesure voisins diffèrent en fréquence par 2 fois). Ceci, bien sûr, est très grossier, mais cela nous conviendra.

À l'aide de ruban adhésif, nous fixons le microphone près du bord de la table afin qu'il puisse être recouvert d'un écouteur:


Il est important de fixer le microphone afin qu'il ne bouge pas pendant le processus de mesure. Nous connectons les écouteurs avec un fil au smartphone et mettons un écouteur sur le microphone, de sorte qu'il soit bien fermé sur le dessus - quelque chose comme cet écouteur couvre l'oreille humaine:


Le deuxième écouteur pend librement sous la table, nous entendons le signal de test inclus. Nous nous assurons que les écouteurs sont stables, ils ne peuvent pas non plus être déplacés pendant la mesure. Vous pouvez commencer.

Mesures


Nous commençons le programme TrueRTA et voyons:


La partie principale de la fenêtre est un champ graphique. À gauche se trouvent les boutons du générateur de signal, nous n'en aurons pas besoin, car nous avons une source de signal externe, un smartphone. À droite, les graphiques et les paramètres de mesure. Ci-dessus - quelques paramètres et contrôles supplémentaires. Définissez la couleur blanche du champ pour mieux voir les graphiques (menu Affichage → Couleur d'arrière-plan → Blanc).

Nous définissons la limite de mesure à 20 Hz et le nombre de mesures, disons 100. Le programme prendra automatiquement le nombre spécifié de mesures dans une rangée et fera la moyenne du résultat, pour un signal de bruit, cela est nécessaire. Désactivez l'affichage des graphiques à barres, laissez-les dessiner des graphiques à la place (le bouton en haut avec l'image des barres est marqué dans la capture d'écran suivante).

Après avoir fait les réglages, nous faisons la première mesure - ce sera la mesure du silence. Nous fermons les fenêtres et les portes, demandons aux enfants de se taire et appuyons sur Go:


Si tout est fait correctement, un graphique commencera à apparaître dans le champ. Nous attendrons qu'il se stabilise (il arrête de «danser» d'avant en arrière) et appuyons sur Stop:


Nous voyons que le «volume de silence» (bruit de fond) ne dépasse pas -40 dBu, et définissons (commande dB Bottom sur le côté droit de la fenêtre) la bordure d'affichage inférieure à -40 dBu pour supprimer le bruit de fond de l'écran et voir un graphique plus grand du signal qui nous intéresse.

Nous allons maintenant mesurer le signal de test réel. Nous allumons le lecteur sur le smartphone, en commençant à faible volume.

Nous commençons la mesure dans TrueRTA avec le bouton Go et augmentons progressivement le volume sur le smartphone. Un sifflement commence à provenir d'un écouteur gratuit et un graphique apparaît à l'écran. Ajoutez du volume jusqu'à ce que le graphique atteigne une hauteur d'environ -10 ... 0 dBu:


Après avoir attendu la stabilisation du graphique, nous arrêtons la mesure avec le bouton Stop du programme. Nous arrêtons aussi le joueur. Alors, que voyons-nous sur le graphique? Bonnes basses (sauf les plus profondes), certaines diminuent vers les fréquences moyennes et une forte baisse vers les fréquences supérieures. Je vous rappelle que ce n'est pas une vraie réponse en fréquence du casque, contribue le microphone.

Nous prendrons ce tableau comme référence. Les écouteurs ont reçu un signal à travers le fil, dans ce mode, ils fonctionnent comme des haut-parleurs passifs sans égaliseurs, leurs boutons ne fonctionnent pas. Nous entrons le graphique dans la mémoire numéro 1 (via le menu Affichage → Enregistrer dans la mémoire → Enregistrer dans la mémoire 1 ou en appuyant sur Alt + 1). Vous pouvez enregistrer des graphiques dans des cellules de mémoire et utiliser les boutons Mem1..Mem20 en haut de la fenêtre pour activer ou désactiver l'affichage de ces graphiques à l'écran.

Débranchez maintenant le fil (à la fois du casque et du smartphone) et connectez le casque au smartphone via Bluetooth, en essayant de ne pas le déplacer sur la table.


Nous rallumons le lecteur, commençons la mesure avec le bouton Go et, ajustant le volume sur le smartphone, apportons le nouveau graphique en termes de niveau à la référence. Le graphique de référence est affiché en vert et le nouveau en bleu:


Nous arrêtons la mesure (le lecteur ne peut pas être éteint si le sifflement de l'écouteur gratuit ne dérange pas) et nous sommes heureux que le casque bluetooth donne la même réponse en fréquence que par le fil. Nous entrons le graphique dans la mémoire numéro 2 (Alt + 2) pour qu'il ne quitte pas l'écran.

Maintenant, changez l'égaliseur avec les boutons du casque. Les écouteurs signalent avec une voix féminine pleine d'entrain "EQ changé". On allume la mesure et, après avoir attendu la stabilisation du graphe, on voit:


Hm. À certains endroits, il existe des différences de 1 décibel, mais ce n'est pas grave. Plus probablement semblable aux erreurs de mesure. Nous mettons également ce graphique en mémoire, basculons à nouveau l'égaliseur et après la mesure, nous voyons un autre graphique (si vous regardez de très près):


Eh bien, vous comprenez déjà. Peu importe combien j'ai changé l'égaliseur sur les écouteurs, cela n'a donné aucun changement!

Sur ce point, en principe, vous pouvez terminer le travail et conclure: ces écouteurs n'ont pas d'égaliseur de travail . (Maintenant, il est clair pourquoi je ne pouvais pas l'entendre).

Cependant, le fait que nous n'ayons vu aucun changement dans les résultats bouleverse et soulève même des doutes quant à l'exactitude de la méthodologie. Peut-être que nous avons mesuré quelque chose de mal?

Dimensions bonus


Pour nous assurer que nous avons mesuré la réponse en fréquence et non la météo sur la lune, tournons l'égaliseur ailleurs. Nous avons un joueur dans le smartphone! Nous utilisons son égaliseur:


Et voici le résultat de la mesure:


C'est une autre affaire! Le nouveau graphique est sensiblement différent de l'ancien. Nous allons également le mettre en mémoire (j'ai la mémoire numéro 6) et trouver la différence entre le nouveau graphique et celui de référence, TrueRTA peut le faire (menu Utilitaires → Différence):


Soustrayez le graphique numéro 1 du graphique numéro 6 et mettez le résultat dans la mémoire numéro 12. Retirez les graphiques restants de l'écran avec les boutons Mem1, Mem2, etc., ne laissez que Mem12:


Cette courbe ne rappelle-t-elle pas approximativement ce que promet l'égaliseur?

Éteignez l'égaliseur, tout est clair avec. Et j'ai également dit au début que vous ne pouvez pas déplacer le casque et le microphone entre les mesures. Et que se passera-t-il si vous vous déplacez d'un centimètre?


Regardez, le calendrier a légèrement changé par rapport au décalage: les basses ont diminué, les sommets ont été ajoutés. Cela suggère, très probablement, que le microphone a une sensibilité différente aux sons provenant de différentes directions (c'est ce qu'on appelle le diagramme de rayonnement).

Faisons une autre expérience: nous mesurons le son, en abandonnant le volume fermé. Comme ça:


Et que voyons-nous en conséquence?


Où sont passées toutes nos basses? Vous les avez vus?

Source: https://habr.com/ru/post/fr407107/


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